KV工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、題目10kv工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄1.設(shè)計(jì)任務(wù) . 31.1設(shè)計(jì)題目 . 31.2設(shè)計(jì)目的 . 31.3設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 .2 2 設(shè)計(jì)內(nèi)容 .2.1.1.負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償2. 1. 1.負(fù)荷計(jì)算 .2.1.2.無功功率的補(bǔ)償.2.2.變壓器的選擇.2. 2. 1.變壓器臺(tái)數(shù)的選擇.34-10.4-74- 6.7.7-8. 72.2. 2.變壓器容量的選擇 . .82.2. 3.變壓器類型的選擇 . .82.3.導(dǎo)線與電纜的選擇 .92. 3. 1高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇.2.3.2 380v 低壓出線的選擇 2.4.2. 4. 1. 模塊功能.2. 4. 2.模塊需要提供的參數(shù)2.4.3

2、.繼電保護(hù)及二次結(jié)線設(shè)計(jì).3 防雷與接地裝置的設(shè)置 .電氣設(shè)備的選擇3.1.直接防雷保護(hù).113.2.雷電侵入波的防護(hù).9101 01 01010-11.11金工車間生活區(qū)廠區(qū)3.3接地裝置的設(shè)計(jì) .114 .參考文獻(xiàn).131.設(shè)計(jì)任務(wù)1.1設(shè)計(jì)題目：10KV工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.2設(shè)計(jì)目的通過本課程設(shè)計(jì)：熟悉供配電系統(tǒng)初步設(shè)計(jì)必須遵循的原則、基本內(nèi) 容、設(shè)計(jì)程序、設(shè)計(jì)規(guī)范等，鍛煉工程設(shè)計(jì)、工程計(jì)算、工具書使用等能 力，并了解供電配電系統(tǒng)前沿技術(shù)及先進(jìn)設(shè)備。讓我們了解設(shè)計(jì)工廠配電的 一般流程，對(duì)工廠的布局有個(gè)大致的概念，對(duì)電力系統(tǒng)的接線方式有一定的 了解。1.3設(shè)計(jì)任務(wù)與要求機(jī)械廠的地理位置及

3、負(fù)荷分布如下圖:機(jī)械廠負(fù)荷統(tǒng)計(jì)表廠房編號(hào)廠房名稱負(fù)荷類型設(shè)備容量KW)需要系數(shù)Kx功率因數(shù)co1鑄造車間23000.30.72鍛壓車間33500.30.653熱處理車間31500.60.84電鍍車間22500.5：0.685倉庫3200.40.86工具車間33600.30.67金工車間34000.20.658鍋爐房2500.70.89裝配車間31800.30.710機(jī)修車間：31600.20.6511生活區(qū)33500.70.92.設(shè)計(jì)內(nèi)容2.1.負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算的目的是：1 ）計(jì)算變配電所內(nèi)變壓器的負(fù)荷電流及視在功率，作為選擇變壓器容量的 依據(jù)。的負(fù)荷 電流，作為選擇這些設(shè)備的依據(jù)。的負(fù)荷電流

4、，作為選 擇這些線路電纜或?qū)Ь€截面的依據(jù)。無功功率 Q 30= P30*Tan （kVar視在功率 S 30= P30/ Cos （KVA計(jì)算電流 I 30= S30/（A式中，kx為需要系數(shù)；Cos為功率因素；Tan為功率因素的正切值；LN為用 電設(shè)備組的額定電壓；V 3= 1.732。（1 鍛造車間：P30= Pe*Kx=0.3*300=90kwQ30= P30*Tan =90*1.01=91.8kvarS30= P30/ cos =90/0.7=128.6KVAI30= S30/ V3*LN=128.6/（1.732*0.38 ） =195.44A（2 鍛壓車間：P30= Pe*Kx=0

5、.3*350=105kwQ30= P30*Tan =105*1.17=122.85kvarS30= P30/ cos =105/0.65=161.5KVAI 30= S30/ V3*UN=161.5/熱處理車間： P30= Pe*Kx=0.6*150=90kwQ30= P30*Tan =90*0.75=67.5kvarS30= P30/ cos =90/0.8=112.5KVAI 30= S30/V3*UN=112.5/1.732*0.38 )=170.97A 4)電鍍車間： P30= Pe*Kx=0.5*250=125kwQ30= P30*Tan =125*1.07=134.8kvarS30

6、= P30/ cos =125/0.68=183.8KVAI 30= S30/V3*UN=183.8/1.732*0.38 )=279.331A 5)倉庫： P 30= Pe*Kx=0.4*20=8kwQ30= P30*Tan =8*0.75=6kvarS30= P30/ cos =8/0.8=10KVAI 30= S30/V3*UN=10/1.732*0.38 )=15.2A 6)工具車間： P30= Pe*Kx=0.3*360=108kwQB0= P30*Tan =108*1.33=143.64kvarS30= P30/ cos =108/0.6=180KVAI 30= S30/V3*UN

7、=180/1.732*0.38 )=273.56A 7)金工車間： P30= Pe*Kx=0.2*400=80kwQ30= P30*Tan =80*1.17=93.6kvarS30= P30/ cos =80/0.65=123.1KVAI 30= S30/V3*UN=123.1/1.732*0.38 )=187.08A 8)鍋爐房 : P 30= Pe*Kx=0.7*50=35kwQ30= P30*Tan =35*0.75=26.25kvarS30= P30/ cos =35/0.8=43.75KVAI 30= S30/V3*UN=43.75/1.732*0.38 )=66.49A 9)裝配車

8、間： P30= Pe*Kx=0.3*180=54kwQ30= P30*Tan =54*1.01=54.54kvarS30= P30/ cos =54/0.7=77.14KVA130= S30/ V3*UN=77.14/1.732*0.38 ) =117.23A10)機(jī)修車間：P30= Pe*Kx=0.2*160=32kwQ30= P30*Tan =32*1.17=37.44kvarS30= P30/ cos =32/0.65=49.231KVAI 30= S30/ V3*UN=49.231/1.732*0.38 ) =74.82A11 )生活區(qū)：P30= Pe*Kx=0.7*350=245kw

9、Q30= P30*Tan =245*0.49=118.66kvarS30= P30/ cos =245/0.9=272.2KVAI 30= S30/ V3*UN=272.2/走誦亥 需要系數(shù)（K工作電 壓（kV功率因 數(shù) cos 2計(jì)算有 功（kW計(jì)算無 功kvar視在功率KVA計(jì)算電 流=972tan(arccos0.724 tan(arccos0.92 =512.01kvar 選擇低壓單相并聯(lián)電容器 BWF 0.4-75-1/3，單個(gè)容量為75kvar。式中：_|為電容器銘牌上的額定容量，Kvar ；II為電容器在實(shí)際運(yùn)行電壓下的容量，Kvar ；為電容器的額定電壓，kV ；U為電容器實(shí)際

10、運(yùn)行電壓，kV ；每個(gè)電容器的實(shí)際無功容量為=752=67.69kvar實(shí)際應(yīng)選用的電容器的個(gè)數(shù)為_=512.01/67.69 2.2.變壓器的選擇在進(jìn)行負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及無功補(bǔ)償后，就可根據(jù)補(bǔ)償后的容量進(jìn)行變壓器的選式中，為變壓器低壓側(cè)負(fù)荷計(jì)算容量,1為所要選擇的變壓器容擇。變壓器的選擇包括容量、臺(tái)數(shù)、類型的選擇。221.變壓器臺(tái)數(shù)的選擇原則：在供配電系統(tǒng)中，變壓器臺(tái)數(shù)的選擇與供電范圍內(nèi)用電負(fù)荷大小、性質(zhì), 重要程度有關(guān)。選擇原則：如果有下列情況考慮選擇2臺(tái)。1 有大量的一、二級(jí)負(fù)荷；2.季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)大宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式;3.負(fù)荷集中且容量大（1250KVA以上 的三級(jí)負(fù)荷；4.考慮負(fù)荷

11、發(fā)展可能。其它情況選擇I臺(tái)，三級(jí)負(fù)荷一般選擇1臺(tái)。2.2.2.變壓器容量的選擇原則：1. 選擇1臺(tái)變壓器時(shí)容量應(yīng)滿足：亠2. 選擇2臺(tái)變壓器時(shí)每臺(tái)容量應(yīng)同時(shí)滿足： 為部的一二級(jí)負(fù)荷和3. 選擇I臺(tái)配電變壓器容量時(shí)應(yīng)考慮容量上限，一般不超過 12502000KVA4. 適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展。2.2.3.變壓器類型的選擇原則：1.一般情況選擇雙繞組三相變壓器，并選用SL7、S7、S9等低損耗電力變壓器 251。2.多塵或腐蝕場所選擇防塵防腐型變壓器如 SLI4等系列全密封式變壓3 高層建筑選用不燃或難燃型變壓器如 SCI系列環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器或SF6型變壓器。4 多雷地區(qū)宜選用防雷型變壓器如 S

12、z變壓器。 5電壓偏移大的電壓質(zhì)量要求高的場所選用有載調(diào)壓型變壓器如SZL7、Sz9系列變壓器。綜合以上考慮，選擇2臺(tái)接線方式為YynO的S9-1000 10/0.4kV變壓器，每臺(tái) 可分的負(fù)荷是700KVA滿足變壓器的選擇規(guī)則。2.3. 導(dǎo)線與電纜的選擇 為了保證供電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，進(jìn)行導(dǎo)線和電纜截面時(shí)必須 滿足一些條件 :1 ）發(fā)熱條件 導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過 其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。2）電壓損耗條件 導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng) 超過其正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗。對(duì)于工廠內(nèi)較短的高壓

13、線路，可不進(jìn)行電壓損耗 檢驗(yàn)。3）機(jī)械強(qiáng)度 導(dǎo)線包括裸線和絕緣導(dǎo)線）截面不應(yīng)小于其最小允許截面。對(duì)于電纜，不必校 驗(yàn)其機(jī)械強(qiáng)度，但需要檢驗(yàn)其短路熱穩(wěn)定性。母線也應(yīng)檢驗(yàn)短路時(shí)的穩(wěn)定度。對(duì)于絕 緣導(dǎo)線和電纜，還應(yīng)滿足工作電壓的要求。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和有關(guān)資料的考證，10kv電路，通常先按發(fā)熱條件來選擇截面, 在校驗(yàn)電壓損耗和機(jī)械強(qiáng)度。低壓照明線路，因?yàn)槠鋵?duì)電壓水平要求較高，因此通常 先按允許電壓損耗進(jìn)行選擇，再校驗(yàn)發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。2.3.1 高壓進(jìn)線和引入電纜的選擇10kv 高壓進(jìn)線的選擇與校驗(yàn)采用 LJ 性鋁絞線，架空敷設(shè)，接往 10kv 公用干 線。查相關(guān)資料，10kv鋁及鋁合金最小截面為35

14、平方毫M不滿足機(jī)械強(qiáng)度的要 求，故選 LJ-35 型鋁絞線。由于此線路很短，不需要校驗(yàn)電壓損耗。2.3.2 380v 低壓出線的選擇查找資料，饋電給用電廠房的線路選擇采用 VLV22-1000型聚乙烯絕緣的鋁芯電 纜直接埋地敷設(shè)。2.4. 電氣設(shè)備的選擇2.4.1.高壓側(cè)一次設(shè)備的選擇有真空斷路器、高壓熔斷器、電壓互感器、電流互感器、避雷器、接地開關(guān)電壓互感器等。2.4.2.低壓側(cè)一次設(shè)備的選擇有低壓斷路器、電流互感器、開關(guān)刀、等。2.4.3 .繼電保護(hù)及二次結(jié)線設(shè)計(jì) 為了監(jiān)視，控制和保證安全可靠運(yùn)行，變壓器、高壓配電線路移相電容 器、高壓電動(dòng)機(jī)、母線分段斷路器及聯(lián)絡(luò)線斷路器，皆需要設(shè)置相應(yīng)的

15、控制、 信號(hào)、檢測和繼電器保護(hù)裝置。并對(duì)保護(hù)裝置做出整定計(jì)算和檢驗(yàn)其靈敏系 數(shù)。設(shè)計(jì)包括繼電器保護(hù)裝置、監(jiān)視及測量儀表，控制和信號(hào)裝置，操作電源和控 制電纜組成的變電所二次結(jié)線系統(tǒng)，用二次回路原理接線圖或二次回路展開圖以及元 件材料表達(dá)設(shè)計(jì)成果。3防雷與接地裝置的設(shè)置 防雷的設(shè)備主要有接閃器和避雷器。其中，接閃器就是專門用來接受直接雷擊 雷閃）的金屬物體。接閃的金屬稱為避雷針。接閃的金屬線稱為避雷線，或稱架空地線。接閃的金屬帶稱為避雷帶。接閃的金屬網(wǎng)稱為避雷網(wǎng)避雷器是用來防止雷電產(chǎn)生的過電壓沿著電路侵入變配電所或其他建筑物內(nèi)， 以免危及被保護(hù)設(shè)備的絕緣。避雷器應(yīng)與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，裝在被保護(hù)設(shè)備

16、的電源 側(cè)。當(dāng)線路上出現(xiàn)危及設(shè)備絕緣的雷電過電壓時(shí)，避雷器的火花間隙就被擊穿，或由 高阻變?yōu)榈妥瑁惯^電壓對(duì)大地放電，從而保護(hù)了設(shè)備的絕緣。避雷器的型式，主要 有閥式和排氣式等。3.1.直接防雷保護(hù)在變電所屋頂裝設(shè)避雷針和避雷帶，并引進(jìn)出兩根接地線與變電所公共接裝置 相連。如變電所的主變壓器裝在室外和有露天配電裝置時(shí)，則應(yīng)在變電所外面 的適當(dāng)位置裝設(shè)獨(dú)立避雷針，其裝設(shè)高度應(yīng)使其防雷保護(hù)范圍包圍整個(gè)變電 所。如果變電所所在其它建筑物的直擊雷防護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，則可不另設(shè)獨(dú)立的避 雷針。按規(guī)定，獨(dú)立的避雷針的接地裝置接地電阻亠 表9-6）。通常采用3-6根長2.5 m的剛管，在裝避雷針的桿塔附近做一排和

17、多邊形排列，管間距 離5 m，打入地下，管頂距地面 0.6 m。接地管間用40mm 4mm的鍍鋅扁剛焊 接相接。引下線用25 mmx 4 mm的鍍鋅扁剛，下與接地體焊接相連，并與裝避 雷針的桿塔及其基礎(chǔ)內(nèi)的鋼筋相焊接，上與避雷針焊接相連。避雷針采用直徑 20mm勺鍍鋅扁剛，長11.5。獨(dú)立避雷針的接地裝置與變電所公共接地裝置應(yīng) 有3m以上的距離。3.2.雷電侵入波的防護(hù)在10K V電源進(jìn)線的終端桿上裝設(shè)FS4-10型閥式避雷器。引下線采用25 mm 4 mm的鍍鋅扁剛，下與公共接地網(wǎng)焊接相連，上與避雷器接地端栓連接。2）在10KV高壓配電室內(nèi)裝設(shè)有 GG- 1AF） 54型開關(guān)柜，其中配有 FS 10型避雷器，靠近主變壓器。主變壓器主要靠此避雷器來保護(hù)，防雷電侵入波的危害。3 ）在380V低壓架空線出線桿上，裝設(shè)保護(hù)間隙，或?qū)⑵浣^緣子的鐵腳接地，用 以防護(hù)沿低壓架空線侵入的雷電波。3.3接地裝置的設(shè)計(jì)采用長2.5m、可50mm勺鋼管16根，沿變電所三面均勻布置，管距 5 m, 垂直打入地下，管頂離地面 0.6 m。管間用40mm 4mnt勺鍍鋅扁剛焊接相接。 變電所的變壓器室